Déconvolution 3D orientée vers la reconstruction d'objets biologiques observés en microscopie optique de fluorescence

par Alain Chomik

Thèse de doctorat en Électronique, électrotechnique, automatique

Sous la direction de Serge Jacquey.

Soutenue en 1997

à Mulhouse .


  • Résumé

    Ce travail de thèse a porté sur l'étude des algorithmes de déconvolution 3D appliqués à la microscopie optique de fluorescence, où des progrès sensibles ont été réalisés ces dernières années. Ces progrès sont liés au désir des biologistes de faire du microscope non plus un instrument d'observation mais un appareil d'analyse et de quantification 3D des spécimens biologiques fluorescents. Mais le microscope optique conventionnel possède des caractéristiques particulières au niveau de sa fonction de transfert optique dont il faut tenir compte avant l'exploitation des données brutes. Ces particularités vont donner des images dites dégradées par la fonction d'appareil ou réponse impulsionnelle optique que l'on appelle PSF pour Point Spread Function. La déconvolution étant alors incontournable, nous montrons dans le premier chapitre les modèles généraux de formation d'image et les solutions qui en découlent. Nous développons les modèles déterministes et les modèles statistiques, plus particulièrement, les modèles Bayesiens. Dans le chapitre II, nous avons effectué une comparaison des algorithmes issus de ces modèles afin de déterminer lequel d'entre eux s'adapterait le mieux à notre problématique. Dans le chapitre III, nous avons étudié l'influence de différents paramètres d'acquisition d'image sur la déconvolution. Dans le chapitre IV nous proposons une application biologique de la déconvolution. Dans le chapitre V, nous introduisons le modèle de Gibson & Lanni et montrons comment nous l'avons adapté à notre système. Nous insistons sur les particularités du microscope au niveau de sa fonction de transfert optique et proposons une explication simplifiée de la formation d'une image dans le microscope. Dans le chapitre VI, nous évoquons les conditions expérimentales d'analyse des spécimens fluorescents en imagerie puis présentons notre système d'acquisition d'images 3D. Nous discutons des avantages et des inconvénients d'utiliser soit une PSF expérimentale, soit une PSF théorique. Nous proposerons une comparaison en 3D de 4 algorithmes de reconstruction d'images de fluorescence en vue de faire de la quantification volumique. De cette comparaison, il ressort que la méthode du maximum de vraisemblance présente toutes les qualités si l'on ne tient pas compte du temps de calcul nécessaire à la reconstruction. Enfin, nous concluons et présentons les perspectives qu'a entraîné ce travail.

  • Titre traduit

    Three dimensional deconvolution for reconstruction of biological samples observed in fluorescence optical microscopy


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  • Détails : 1 vol. (143 p.)
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  • Bibliothèque : Université de Haute-Alsace (Mulhouse). Service Commun de l'Université. Section Lettres et Sciences humaines.
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